互换性与测量技术基础课程电子教案

1. 机械精度设计多媒体系列CAI课件 互换性与测量技术基础课程电子教案 授课教师：马惠萍 联系方式：13796602979 Email：mhp@hit.edu.cn 哈工大电气工程及自动化学院 自动化测试与控制系

2. 第5章 表面粗糙度设计与检测 内 容 提 要: 1.表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 2.表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 3.表面粗糙度的选用； 4.表面粗糙度在图样上的标注方法；

3. 5.1概 述 微小峰谷的高低程度和间距状况称为表面粗糙度，它是一种微观几何形状误差，也称微观不平度。 一. 表面粗糙度的含义

4. 表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和间距（S）状况。 间距S 一般按S分： S＜1mm 为表面粗糙度； 1≤S≤10mm为 波纹度； 高低 Z S＞10mm为 f形状.。 表面粗糙度的产生： (1) 切削后遗留 的刀痕； (2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形； (3) 以及机床等工装系统的振动等。

5. 二. 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 表面不是越光越好。 （1）影响零件的耐磨性； （2）影响配合性质的稳定性； （3）影响抗疲劳强度； （4）影响抗腐蚀性；

6. 图5.4 取样长度和评定长度 5.2表面粗糙度的评定 一. 基本术语 1. 取样长度 lr----基准线长度。至少含5个波峰和波谷 2. 评定长度ln--最小的测量长度。至少包括5个取样长度lr

7. 3. 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分面积相等的线 图5.5 轮廓中线

8. Ra Zi Z(x) x lr 二. 评定参数 1. 幅度参数（高度参数） （1）轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度lr内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值 算术平均 偏差Ra

9. 中线 Z(x) lr x （2）轮廓的最大高度Rz 在取样长度lr内 Rz 最大高度Rz

10. 2. 间距参数 轮廓单元: 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 轮廓单元宽度Xsi: 中线与一个轮廓单元相交线段的长度。 轮廓单元的平均宽度RSm: 在取样长度lr内，轮廓单元宽度Xsi的平均值：

11. 3. 混合参数（形状参数） 轮廓的支承长度率Rmr(C) — 在给定的水平位置C上，轮廓的实体材料长度Ml(C)与评定长度ln的比率。 C = Rz % 图5.8 轮廓的支承长度率

12. 表面粗糙度评定参数共 4个： Ra —轮廓算术平均偏差 基本参数 2 个 Rz —轮廓最大高度 RSm — 轮廓单元平均宽度 附加参数 (辅助参数) 2 个 Rmr(c) —轮廓支承长度率

13. 三.表面粗糙度的参数数值及其选用 1. 表面粗糙度的参数数值 表5.1～5.5 表5.1 Ra 的数值 表5.2 Rz 的数值

14. 2.表面粗糙度参数的选用 优先选Ra ：粗糙度参数值在（0.0256.3）m； 幅度参数Ra、 Rz 选Rz ：粗糙度参数值在 (6.3100)m ，(0.0080.020 )m； 评定参数选用 附加参数---有特殊要求选用RSm ，Rmr(c) RSm —用于对涂漆性能、抗裂纹和抗腐蚀等有要求时； Rmr(c)—用于对耐磨性和接触刚度等有要求时，但同时要给出C值。

15. 参数值的选用 （标准化） 满足功能要求的前提下－－值尽量大 工作面比非工作面值小 （同一个零件）； 摩擦面比非摩擦面值小； 配合稳定、尺寸（几何）公差值小、密封性好等值小； 考虑（类比法） 参考表5.6～5.8 注意与尺寸公差和几何公差的协调 特殊应按标准规定确定粗糙度值

19. 5.4 表面粗糙度符号、代号及其注法 一. 表面粗糙度的符号

20. 二. 表面粗糙度要求标注的内容及其注法 1. 表面粗糙度要求标注的内容 表面粗糙度单一要求（不可省略） 表面粗糙度 要求标注的内容： 传输带 取样长度 补充要求 加工工艺 加工余量等。

21. 图5.10 粗糙度要求的注写的位置 表面粗糙度要求标注的内容在图中注写的位置，见图5.10所示。 a —第一个表面粗糙度（单一）要求（μm）； b — 第二个表面粗糙度要求（μm）； c — 加工方法（车，铣）； d— 表面纹理和纹理方向； e— 加工余量（mm）。

22. 图5.11 表面粗糙度的单一要求标注示例 2. 表面粗糙度要求在图中注法 2 3 4 5 6 1 (1) 位置a处—注写表面粗糙度的单一要求，该要求不能省略。 • 上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号“ L”。 如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略“U”和“ L” 的标注。若为单向下限值，则必需加注“ L” 。

23. 图5.11 表面粗糙度的单一要求标注示例 • ② 传输带和取样长度的标注：传输带是指两个滤波器的截止波长值之间的波长范围。长波滤波器的截止波长值就是取样长度ln。 传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“—”隔开。 在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连字号“—”，来区别是短波还是长波。 ③ 参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后，它们之间用“/”隔开。 ④ 评定长度的标注：如果默认的评定长度时，可省略标注。如果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。 ⑤ 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如图5.11中所示上限为“16％规则”，下限为“最大规则” 。为了避免误解，在参数代号和极限值之间插入一个空格。

27. 3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法 标注方向与尺寸相同 指引线上标注

28. 3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法 标注在几何公差框格上方 标注在延长线上

29. 3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法 其余要求标注在标题栏附近 （给出基本符号）

30. 3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法 全部要求标注在标题栏附近

31. 本章重点: 1. 表面粗糙度的定义及其对机械零件使用性能的影响； 2. 取样长度、评定长度和最小二乘中线的概念； 3. 表面粗糙度评定参数的名称、代号及其在图样上的标注方法，必须要掌握基本参数的名称、代号和标注方法； 4. 表面粗糙度的选用，表面粗糙度与尺寸公差和几何公差之间的关系； 5. 掌握Ra和Rz的测量方法。 作业:思考题2、4、7 ,作业题 1、2、 3、4

32.   4. 试将下列要求标在图上： (1) 大端圆柱面：尺寸要求为φ４5 h7 mm ， 并采用包容要求， 表面粗糙度值Ｒa的上限值为0.8μｍ； （2）小端圆柱面轴线对大端圆柱面轴线的同轴 度公差为Φ30μｍ； (3) 小端圆柱面：尺寸为φ25±0.007mm， 圆度公差为0.01mm， Rz的最大值为1.6μm，其余表面Ｒa 的上限值均为6.3μm。

33. 作业题说明： 1. 解释图5.15中标注的各表面粗糙度要求的含义。

34. 2. 用类比法分别确定Φ50t5和Φ50T6配合表面Ra的上限值。（表5.7）

35. 3. 在一般情况下，Φ40H7和Φ6H7、Φ40H6／f5和Φ40H6／s5相比，其表面何者精度要求高？